预测分析

你需要知道的三件事

预测分析使用历史数据来预测未来事件。通常,历史数据用于建立一个捕捉重要趋势的数学模型。然后,该预测模型将用于当前数据,以预测接下来会发生什么,或建议采取行动以获得最佳结果。

近年来,由于支持技术的进步,尤其是在大数据和机器学习领域的进步,预测分析受到了很多关注。万博1manbetx

为什么预测分析事项

大数据的崛起

预测分析经常在。的上下文中讨论大数据例如,工程数据来自世界各地的传感器、仪器和连接系统。公司的业务系统数据可能包括交易数据、销售结果、客户投诉和营销信息。企业越来越多地根据这些宝贵的信息做出数据驱动的决策。

日益激烈的竞争

随着竞争的加剧,企业在寻求将产品和服务,拥挤的市场优势。s manbetx 845数据驱动的预测模型可以帮助企业解决在新的方式长期存在的问题。

例如,设备制造商可能会发现仅在硬件方面很难创新。产品开发人员可以向现有的解决方案添加预测功能,以增加客户的价值。万博 尤文图斯使用预测分析进行设备维护,或预测性维护能够预测设备故障,预测能源需求,降低运营成本。例如,测量汽车部件振动的传感器可以在汽车在路上发生故障之前发出需要维修的信号。

公司还利用预测分析来创建更准确的预测,如预测对电网的用电需求。这些预测使资源规划(例如,各电厂的调度),能更有效地完成。

大数据和机器学习的尖端技术

从…中提取价值大数据,企业使用的工具,如适用算法大型数据集Hadoop和火花。数据源可能包括事务数据库、设备日志文件、图像、视频、音频、传感器或其他类型的数据。创新通常来自于结合来自多个来源的数据。

有了这些数据,工具是必要的,以提取的见解和趋势。机器学习技术用于发现数据中的模式,并建立预测未来结果的模型。有各种各样的机器学习算法,包括线性和非线性回归、神经网络、支持向量机、决策树和其他算法。万博1manbetx

预测分析的例子

预测分析可以帮助金融、医疗、制药、汽车、航空和制造业等不同行业的团队。

  • 汽车——开辟无人驾驶汽车新领域
    开发驾驶员辅助技术和新型自动驾驶汽车的公司使用预测分析来分析联网车辆的传感器数据,并构建驾驶员辅助算法。
  • 航空航天-监测飞机引擎健康状况
    为了提高飞机的正常运行时间和降低维护成本,发动机制造商创建一个实时分析应用程序来预测石油,燃料,升空,机械健康和控制子系统的性能。
  • 能源生产-预测电力价格和需求
    复杂的预测应用程序使用监测植物可用性、历史趋势、季节性和天气的模型。
  • 金融服务-建立信用风险模型
    金融机构使用机器学习技术和定量工具来预测信用风险。
  • 工业自动化与机械- 预测机器故障
    的塑料和薄膜生产商节省了每月使用健康监测和预测性维护的应用程序,减少了停机时间并最小化浪费50000欧元。
  • 医疗设备-使用模式检测算法来发现哮喘和慢性阻塞性肺病
    哮喘管理设备记录和分析患者的呼吸声,并通过智能手机应用程序来帮助患者控制哮喘和慢性阻塞性肺病提供即时反馈。

预测分析是如何运作的

预测分析是使用数据分析来基于数据做出预测的过程。此过程使用数据以及分析、统计和机器学习为预测未来事件创建预测模型的技术。

“预测分析”一词描述了统计或机器学习技术的应用,以创建对未来的定量预测。通常情况下,监督机器学习技术用于预测未来的值(这台机器在需要维修前能运转多久?)或估计的概率(这个客户拖欠贷款的可能性有多大?)。

预测分析始于一个商业目标:使用数据来减少浪费、节省时间或削减成本。该过程利用异构的、通常是大量的数据集来创建模型,这些模型可以生成清晰的、可操作的结果来支持实现该目标,例如更少的材料浪费、更少的库存和符合规范的制造产品。万博1manbetx

预测分析工作流程

我们都熟悉的预测模型的天气预报。预测模型的一个重要行业应用涉及到能源负荷预测预测能源需求。在这种情况下,能源生产者、电网运营商和贸易商需要对能源负荷进行准确的预测,以做出管理电网负荷的决策。大量的数据是可用的,通过预测分析,电网运营商可以将这些信息转化为可操作的见解。

预测分析工作流。

一步一步的工作流程预测能源负荷

通常情况下,预测分析应用工作流程遵循以下基本步骤:

  1. 从各种来源导入数据,例如web归档、数据库和电子表格。
    数据源包括CSV文件中的能源负荷数据和显示温度和露点的国家天气数据。
  2. 通过删除异常值和合并数据源来清理数据。
    识别数据峰值、丢失的数据或要从数据中删除的异常点。然后将不同的数据源聚合在一起——在本例中,创建一个包含能量负载、温度和露点的表。
  3. 使用统计数据、曲线拟合工具或机器学习,开发基于聚合数据的精确预测模型。
    能源预测是一个复杂的过程,有很多变量,所以你可以选择使用神经网络来建立和训练一个预测模型。遍历训练数据集以尝试不同的方法。当训练完成时,您可以对新数据尝试模型,看看它执行得如何。
  4. 将该模型集成到生产环境中的负荷预测系统中。
    一旦你找到能够准确预测负荷的模型,你可以将它移动到你的生产系统,从而提供给软件程序或设备,包括网络应用程序,服务器,或移动设备的分析。

预测分析的应用,能源负荷预测在纽约州。

发展预测模型

您的聚合数据讲述了一个复杂的故事。要提取它所包含的见解,您需要一个准确的预测模型。

预测建模使用数学和计算方法来预测事件或结果。这些模型根据模型输入的变化预测未来某个状态或时间的结果。使用迭代过程,使用训练数据集开发模型,然后测试和验证模型,以确定预测的准确性。你可以尝试不同的机器学习方法来找到最有效的模型。

例子包括时间序列回归模型预测航空交通量预测燃油效率基于一个线性回归模型发动机转速与负荷,并为剩余使用寿命估算模型预后

预测分析与规定分析

成功实施预测分析的组织将指令性分析视为下一个前沿。预测分析建立了对接下来会发生什么的估计;说明性的分析告诉你如何在预测的前提下做出最好的反应。

规范性分析是数据分析的一个分支,使用预测模型来建议最佳结果的行动。说明性分析依赖于优化和基于规则的决策技术。预测负载未来24小时的电网就是一个例子预测分析,而决定如何操作发电厂基于此预测代表规范的分析

有趣的预测分析的例子与MATLAB

公司正在寻找创新的方法来应用预测分析MATLAB®创造新产品和服务,以解决新的s manbetx 845方式长期存在的问题。

这些例子说明了预测分析的作用:

贝克休斯利用数据分析和机器学习技术开发了天然气和石油开采设备的预测维护软件

贝克休斯卡车都配备了正排量泵的是注入的水和沙深的混合物进入钻井。随着泵约占$ 100,000卡车的$ 1.5万总成本,贝克休斯需要确定当泵即将失败。它们处理和分析高达每秒50000个采样从安装在卡车10在该领域工作的传感器收集的数据的TB的和受过训练的神经网络来使用传感器数据来预测泵故障。该软件预计在30-40% - 或者更降低维护成本超过1000万$。

在大型建筑中,BuildingIQ开发了用于HVAC能源优化的主动算法

大型商业建筑的供暖、通风和空调(HVAC)系统往往效率低下,因为它们没有考虑到不断变化的天气模式、可变的能源成本或建筑的热特性。构建IQ基于云的软件平台使用了先进的算法来连续处理来自电能表、温度计和HVAC压力传感器的千兆字节的信息。机器学习被用来分割数据,并确定气体、电力、蒸汽和太阳能对加热和冷却过程的相对贡献。优化是用来确定一天内每个建筑的最佳供暖和制冷计划。大厦IQ平台在正常运行时,可将大型商业建筑的HVAC能耗降低10-25%。

开发检测算法减少误报,在重症监护病房

从心电图和其他病人监护设备误报警是在重症监护病房(ICU)的严重问题。噪音误报会干扰患者的睡眠,和误报频繁脱敏临床工作人员正版警告。在PhysioNet竞争者/计算在心脏病挑战与发展中国家的算法,可以由ICU监控设备记录的信号真假警报区分人的任务。科学的研究人员捷克科学院与MATLAB算法的挑战,能够检测QRS波群,正常和心室心跳区分,并过滤掉造成心脏起搏器的刺激虚假QRS波群的实时类别夺得第一名。算法产生的分别为92%和88%,真阳性率(TPR)和真阴性率(TNR)。

MATLAB预测分析

为了发掘业务和工程数据的价值,做出明智的决策,开发预测分析应用程序的团队越来越多地求助于MATLAB。

使用MATLAB工具和函数,您可以对工程、科学和现场数据以及业务和事务数据执行预测分析。使用MATLAB,您可以将预测应用程序部署到大规模生产系统和嵌入式系统。

MATLAB预测分析。

为什么要使用MATLAB进行预测分析?

  1. MATLAB分析处理业务和工程数据。
    MATLAB支持传感器、图像、视频、万博1manbetx遥测、二进制和其他实时格式。使用MATLAB Tall array为Hadoop和Spark研究这些数据,并将接口连接到ODBC/JDBC数据库。
  2. MATLAB让工程师做数据的科学本身。
    让您的领域专家能够进行数据科学研究,使用强大的工具帮助他们进行机器学习、深度学习、统计、优化、信号分析和图像处理。
  3. MATLAB分析在嵌入式系统中运行。
    开发分析,以通过创建可移植的C和MATLAB代码C ++代码在嵌入式平台上运行。
  4. MATLAB分析部署到企业IT系统。
    MATLAB集成到企业系统、集群和云,具有免版税的可部署运行时。

你的数据+ MATLAB =预测分析的成功

在这个简化的视图中,工程数据来自世界各地的传感器、仪器和连接系统。数据收集并存储在内部或云中的文件系统中。

工程驱动型分析的架构。

“不管是什么行业我们的客户中,也不管他们问我们什么数据来分析文本,音频,图像或视频,MATLAB代码,使我们能够提供清晰的效果更快。”

G. Subrahamanya VRK Roo博士,Cognizant

这个数据与从传统的业务系统,例如成本信息,销售业绩,客户投诉和营销信息源的数据相结合。

之后,由工程师或领域专家使用MATLAB开发分析。预处理几乎总是需要处理丢失的数据、异常值或其他不可预见的数据质量问题。然后,使用统计和机器学习等分析方法生成“分析”—系统的预测模型。

为了发挥作用,这个预测模型随后被部署到生产IT环境中,提供实时事务或IT系统(如电子商务网站)或嵌入式设备(传感器、控制器或现实世界中的智能系统,如自动驾驶汽车)。

应用MATLAB万博1manbetx®作为此体系结构的一部分是非常理想的,因为这些工具支持使用基于模型的设计的嵌入式系统或使用应用程序部署产品的IT系统的简单部署路径。s manbetx 845

将预测模型部署到嵌入式系统和IT系统。

“MATLAB通过其强大的数值算法、广泛的可视化和分析工具、可靠的优化例程、对面向对象编程的支持,以及通过我们的生产Java应用程序在云中运行的能力,帮助我们加速了研发和部署。”万博1manbetx

Borislav Savkovic, build dingiq的首席数据科学家